מחקר חדש שפורסם ב־Science מציע כי תהליכים עמוקים במעטפת כדור הארץ הגביהו בהדרגה את מזרח אנטארקטיקה ואת הרי גמבורצב. הגובה אפשר לשלג לשרוד בקיץ ולהפוך לגרעין שממנו צמחה יריעת הקרח הגדולה בעולם
יריעת הקרח של מזרח אנטארקטיקה היא מסת הקרח הגדולה ביותר בכדור הארץ. היא מכילה מים קפואים בכמות שהפשרתה המלאה הייתה מעלה את מפלס הים העולמי בכ־52 מטרים. אולם במשך עשרות שנים התקשו מדענים להסביר כיצד החלה יריעת קרח עצומה כל כך להיווצר לפני כ־34 מיליון שנה, כאשר העולם היה חם בכ־5 מעלות צלזיוס לעומת ימינו והימים המקיפים את אנטארקטיקה נותרו חמים יחסית. ([University of Southampton][1])
התעלומה מתחדדת בהשוואה לצפון. אנטארקטיקה התכסתה בקרח קבוע במעבר מתקופת האאוקן לאוליגוקן, אך יריעות קרח גדולות בחצי הכדור הצפוני התבססו רק עשרות מיליוני שנים לאחר מכן. ירידת ריכוז הפחמן הדו־חמצני באטמוספרה תרמה להתקררות העולמית, אך אילו הייתה הגורם היחיד, היה אפשר לצפות לתגובה דומה ומהירה יותר בשני אזורי הקוטב. ([University of Southampton][1])
מחקר בין־לאומי חדש מציע כי ההבדל נבע לא רק מן האקלים, אלא גם מצורת פני השטח. לפי החוקרים, התפרקותה של יבשת־העל גונדוואנה החלה שרשרת תהליכים עמוקים שהגביהה בהדרגה את מזרח אנטארקטיקה. הרמות וההרים שנוצרו עברו לבסוף סף גובה שאִפשר לשלג ולקרח לשרוד לאורך כל השנה, גם כאשר האקלים העולמי עדיין היה חם יחסית.
המחקר, בראשות פרופ' תומס גרנון וד"ר תיאה הינקס מאוניברסיטת סאות'המפטון, פורסם בכתב העת Science. בצוות השתתפו חוקרים מבריטניה, גרמניה, הולנד ואיטליה, ובהם מדענים מאוניברסיטת דרהם, ממרכז GFZ הלמהולץ למדעי כדור הארץ ומאוניברסיטת פוטסדאם. ([University of Southampton][1])
תהליך שהחל בהתפרקות גונדוואנה
קרדיט: Guy Paxman, Durham University, ברישיון CC BY-NC 4.0
ראשיתו של הסיפור לפני יותר מ־160 מיליון שנה, בתקופת היורה, כאשר אפריקה ואנטארקטיקה החלו להיפרד זו מזו. תהליך הביקוע לא הסתכם ביצירת גבול חדש בין לוחות טקטוניים. לפי המודל שמציעים החוקרים, הוא חולל גם הפרעות אטיות במעטפת כדור הארץ, המכונות "גלי מעטפת".
אין מדובר בגלים מהירים כדוגמת גלים סייסמיים של רעידת אדמה, אלא בתנועה איטית מאוד של סלע חם וצמיג מתחת ליבשות. תנועות כאלה מסוגלות להסיר גושים צפופים מתחתית הלוח היבשתי. כאשר חלק מן החומר הכבד נושר לעומק, הלוח שמעליו נעשה קל יותר ומתרומם, בדומה לגוף צף שמתרומם לאחר שמסירים ממנו משקל. ([Eos][2])
החוקרים מעריכים כי גלי המעטפת התקדמו מן החוף אל פנים מזרח אנטארקטיקה לאורך עשרות מיליוני שנים. תחילה נוצר סמוך לחוף מצוק מוגבה, ובהמשך התרוממה רמה רחבת ידיים. גל ההתרוממות המשיך לנוע פנימה, עד שהגיע לאזור הרי גמבורצב – רכס הרים גדול במרכז מזרח אנטארקטיקה, שכיום קבור מתחת לכמה קילומטרים של קרח.
כדי לבדוק את הרעיון שילבו החוקרים מודלים גיאודינמיים, מודלים של התפתחות פני השטח, מודלים של מאזן האנרגיה ומודלים של יריעות קרח. ההדמיות שחזרו את התפתחות הנוף במזרח אנטארקטיקה לאורך כ־100 מיליון שנה והפיקו מצוק חופי, רמה מוגבהת והרים פנימיים הדומים למבנים הקיימים כיום מתחת לקרח. ([University of Southampton][1])
גובה שהכריע את הכף
הגובה הוא מרכיב מכריע בהתפתחות קרחונים. ככל שעולים בגובה, האוויר מתקרר, ולכן שלג שבהרים גבוהים עשוי לשרוד את הקיץ במקום להפשיר לחלוטין. הצטברות שנתית של שלג מאפשרת עם הזמן את היווצרותם של קרחוני הרים.
לפי ההדמיות, לפני כ־50 מיליון שנה חלק גדול מהרי גמבורצב עדיין היה נמוך מכדי לשמר שלג רב משנה לשנה. אולם גל ההתרוממות העלה בהדרגה אזורים נרחבים מעל גובה של כ־1.5–2 קילומטרים – הסף המשוער שבו יכלו קרחונים להתבסס בתנאי האקלים של אותה תקופה. כבר לפני כ־45 מיליון שנה עבר חלק ניכר ממזרח אנטארקטיקה את הסף הזה.
החוקרים חישבו כי לפני כ־60 מיליון שנה רק כשליש מאזור הרי גמבורצב היה גבוה דיו לשימור קרח. עד לפני 34 מיליון שנה כבר נמצא קרוב ל־90% מן האזור מעל סף הגובה המתאים. כך נוצרו "ראשי גשר" הרריים שבהם הקרח יכול היה להצטבר ולהתפשט, עד שקרחונים נפרדים התאחדו ליריעת קרח יבשתית.
הקרח החל לקרר את עצמו
לאחר שהקרחונים הראשונים התבססו, נכנסו לפעולה מנגנוני משוב שהאיצו את ההתקררות. שלג וקרח מחזירים לחלל שיעור גבוה יותר מקרינת השמש לעומת סלעים כהים וקרקע חשופה. ככל ששטח הקרח גדל, אנטארקטיקה ספגה פחות חום, והסביבה נעשתה קרה יותר.
לפי חישובי הצוות, משוב הקרח והאלבדו עשוי היה להפחית את הטמפרטורה העולמית בכמעלה אחת. התקררות האוויר מעל היבשת הפחיתה גם את כמות אדי המים שהוא יכול להכיל. מאחר שאדי מים הם גז חממה, אוויר יבש יותר החליש את אפקט הבידוד האטמוספרי ואִפשר התקררות נוספת. יחד סייעו התהליכים האלה לקרח להתפשט מן ההרים והרמות לעבר החוף.
הדבר עשוי להסביר גם מדוע טמפרטורות פני הים באוקיינוס הדרומי נותרו חמות יחסית לאחר תחילת היווצרותה של יריעת הקרח. הקרח לא נוצר מפני שכל האזור הקוטבי קפא בבת אחת, אלא משום שהיבשה המוגבהת הייתה קרה דיה כדי לאפשר הצטברות קרח מקומית, שהתרחבה בהדרגה.
מדוע הצפון נשאר ללא יריעת קרח?
המצב באזור הארקטי היה שונה. הקוטב הצפוני נמצא בלב אוקיינוס ולא על יבשת גבוהה. אף שהיו קרחונים מקומיים באזורים צפוניים, לא נמצא שם באותה תקופה שטח יבשתי רחב וגבוה מספיק שעליו יכלו יריעות קרח גדולות להתבסס בתנאי האקלים החמים.
רק לאחר ירידה נוספת בריכוז הפחמן הדו־חמצני והמשך ההתקררות העולמית יכלו יריעות קרח גדולות להיווצר גם בגבהים נמוכים יותר בגרינלנד וביבשות חצי הכדור הצפוני. לפיכך, ההבדל בין הקטבים לא נבע רק ממיקומם, אלא מן השילוב בין אקלים, טקטוניקה וגובה פני השטח.
מודל מבטיח, אך לא המילה האחרונה
הממצאים אינם מבטלים את תפקידו המרכזי של הפחמן הדו־חמצני. להפך: ירידת ריכוזו סיפקה את מגמת ההתקררות הרחבה, ואילו הטופוגרפיה של אנטארקטיקה קבעה היכן ומתי תוכל ההתקררות להפוך לקרח קבוע. החוקרים מתארים אפוא שילוב בין תהליך גאולוגי שנמשך יותר ממאה מיליון שנה לבין שינוי אקלימי מהיר יחסית.
ג'ון גודג', גאולוג מאוניברסיטת מינסוטה בדולות שלא השתתף במחקר, אמר ל־Eos כי העבודה מדגישה היטב את חשיבות הטקטוניקה בהתפתחות יריעות קרח. עם זאת, המסקנות נשענות במידה רבה על מודלים. דגימות סלע ישירות מהרי גמבורצב, הקבורים עמוק מתחת לקרח, יוכלו בעתיד לבחון באופן מדויק יותר מתי התרומם הרכס וכיצד השתנה הנוף. ([Eos][2])
למחקר יש גם משמעות לעתיד. הוא מראה כי התנאים שאפשרו את הקמתה של יריעת הקרח האנטארקטית נבנו באטיות רבה, במשך עשרות ומאות מיליוני שנים. יריעות קרח שנעלמות בעקבות התחממות אינן חוזרות בהכרח מיד כאשר הטמפרטורה יורדת מעט: שחזורן עשוי לדרוש שילוב נדיר של אקלים, גובה וטופוגרפיה, שקשה מאוד ליצור מחדש.
לפרסום המקורי: פתיחת הפרסום המקורי
עוד בנושא באתר הידען
- מאובני יונקים מאלסקה חושפים: האזור הארקטי היה צומת אבולוציוני בעידן הדינוזאורים
- גל החום של יוני 2026 באירופה: אותו דפוס אוויר, עולם חם הרבה יותר
- הפצצת האסטרואידים שעיכבה את היווצרות היבשות בכדור הארץ הקדום
- מאות מתחמי קבורה במדבר הסודני חושפים תרבות רועים שנעלמה עם התייבשות הסהרה
- כשהפחד מאוכלוסיית יתר מתחלף בחשש מהצטמקות: משבר הפריון הוא בעיקר משבר של בחירה
